Apa itu Surfaktan
Surfaktan atau Surfactant diambil dari singkatan kata Surface Active Agent, yang artinya bahan aktif permukaan. Surfaktan berupa senyawa organik yang bersifat amfifil, artinya memiliki dua gugus molekul yang bersifat hidrophobic dan hidrofilik. Digambarkan seperti berikut.

Bagian hidrofobik nya bersifat non-polar (tidak suka air) dan bagian hidrofiliknya bersifat polar (suka air). Bagian hidrofilik ada dibagian kepala dan hidrofobik ada dibagian ekor. Di bagian ekor (hidrofobik) biasanya berupa senyawa hidrokarbon dengan rantai lurus atau bercabang atau bisa juga rantai fluorokarbon yang mengandung 8-18 atom karbon, yang melekat pada bagian polar atau ionik (hidrofilik). Sehingga bagian hidrofilik ini bisa bersifat ionik, nonionik, amphoter (tidak bermuatan) atau pertukaran ion, tergantung jenis senyawa kimia yang digunakan.
Rantai hidrokarbon di bagian (ekor) berinteraksi lemah dengan molekul air di lingkungan berair, sedangkan gugus kepala polar atau ionik, berinteraksi kuat dengan molekul air melalui interaksi dipol atau ion-dipol (gaya tarik-menarik antara suatu ion dengan molekul polar). Interaksi yang kuat dengan molekul air inilah yang membuat surfaktan larut dalam air.
Gugus Hidropolik yang berada di kepala, akan bercampur dengan air dan mampu menyerap ke permukaan bahan sehingga tegangan permukaan bahan akan menurun. Itulah mengapa surfakan disebut sebagai bahan aktif yang mampu menurunkan tegangan permukaan.
sedangkan bagian ekornya (tidak larut dalam air) berada di larutan, terikat bersama minyak dan kotoran dan mampu menerobos ke permukaan atau terdispersi dalam larutan dan akan hilang bersama dengan pembilasan.
Surfaktan memiliki ciri khas dapat menyerap di permukaan/antar muka, membasahi permukaan dengan air, melonggarkan serat kain dan membersihkan kotoran melalui gerakan mekanis, selanjutnya mengemulsi kotoran dan mendispersikan dalam larutan (air cucian). Dengan cara kerja tersebut, sehingga surfaktan merupakan komponen utama dalam pembuatan deterjen.
Dalam pembuatan formula deterjen, bisa saja terdiri lebih dari satu jenis surfaktan, setiap jenis surfaktan memiliki kemampuan yang berbeda beda dalam membersihkan kotoran, berbeda juga dalam kemampuannya menangani tingkat kesadahan air.
Surfaktan dalam Fase Air
Dalam fase air, surfaktan membentuk agregat, semacam misel, di mana ekor hidrofobik membentuk inti agregat dan kepala hidrofobik tetap kontak dengan cairan di sekelilingnya. Dapat pula terbentuk jenis agregat lainnya, seperti misel berbentuk bola atau silinder, atau lipida duai lapis. Bentuk agregat tergantung pada struktur kimia surfaktan, biasanya disebut sebagai keseimbangan ukuran antara kepala hidrofilik dan ekor hidrofobik. Ukuran keseimbangan ini disebut keseimbangan hidrofilik-lipofilik atau Hidrofilik – Lipofilik Balance (HLB).

Karena keunikan ini, surfaktan banyak digunakan pada berbagai aplikasi. Dalam kehidupan sehari-hari, surfaktan yang paling umum digunakan adalah sebagai produk pembersih. Deterjen mengambil keuntungan dari kelompok lipofiliknya, membuat noda minyak pada pakaian secara bertahap digulung menjadi butiran minyak dan meninggalkan permukaan zat, selanjutnya didispersikan, disuspensikan dalam media air dan dihilangkan setelah dibilas.
Selain digunakan untuk mencuci, di bidang produksi industri dan pertanian, sering digunakan sebagai agen pembasah, agen pengemulsi, agen pendispersi, agen penetrasi, agen pembusa dan mikrobisida. Di bidang perlindungan lingkungan, dapat digunakan untuk pengolahan polusi minyak laut, pengolahan air limbah, pemisahan flotasi, anti-debu dan sebagainya.
Aplikasi Surfaktan
Sifat dan aplikasi surfaktan, ditentukan oleh keseimbangan antara bagian molekul liofilik (”suka pelarut”) dan liofobik (”tidak suka pelarut”). Oleh karena itu, karakteristik surfaktan seperti kelarutan, kemampuan mengurangi tegangan permukaan, konsentrasi misel kritis (cmc), daya detergensi, kontrol pembasahan, dan kapasitas pembusaan dapat membuat surfaktan bekerja dengan baik pada aplikasi tertentu dan dan kurang baik pada aplikasi lainnya. Seperti contoh berikut:
Jenis Aplikasi | Karakteristik Surfaktan yang diinginkan |
Deterjensi | cmc rendah, garam yang baik dan pH yang stabil, biodegradabel, daya bersih tinggi dan memiliki sifat berbusa |
Emulsifikasi | HLB yang sesuai, aman untuk lingkungan dan biologi (keselamatan) |
Pelumasan | Kesetabilan kimia, penyerapan pada permukaan. |
Pemisahan Flotasi | Memiliki karakteristik penyerapan yang baik terhadap biji yang diinginkan dan biaya rendah |
Farmasi | Bio kompatibilitas, toksisitas rendah, sifat pengemulsi yang tepat |
Perkembangan penelitian tentang surfaktan, menyebabkan banyak jenis surfaktan ditemukan dan diterapkan pada banyak bidang teknologi. Kini surfaktan telah digunakan dihampir semua bidang industri antara lain adalah pembuatan deterjen dan pembersih, kosmetik dan produk perawatan diri, tekstil dan serat kain, teknologi kulit dan bulu, cat, pernis dan produk pelapis lainnya, industri kertas dan pulp, tambang dan pemisahan mineral.
Contoh beberapa aplikasi surfaktan sintetik
Tipe Ionik | Nama Kimia | Aplikasi |
---|---|---|
Anionic | Sodium dodecyl sulfonate | Soaps |
Sodium lauryl sulfate | Deterjen | |
Sodium hexadecyl sulfonate | Soap | |
Sodium tetradecyl sulfonate | Soap, deterjen | |
Sodium dodecyl-di (ethyleneoxide)-sulfate | Foaming, cleansing agent | |
Sodium alkanoate | oil fields | |
Dodecylbenzene sulfonic acid | Deterjen | |
Sodium decyl sulfate | Cleaning, emulsion, oil fields | |
Sodium tetradecyl sulfate | Sclerosing agents | |
Sodium dodecyl sulfate | Surfactant | |
Sodium cis-13-docosen-oate | Surfactant | |
Sodium cis-9-octadecenoate | Surfactant | |
sodium dodecanoate | Surfactant | |
Sodium decanoate | Surfaktan | |
C20-24 internal olefin sulfonate | Chemical flooding | |
Sodium octanoate | Protein stabilizer | |
Nonionik | Lautyl alcohol ether | Surfactant, emulgator |
Sorbitan monolaureate | Food, cosmetics | |
Ethylene glycol monobutyl ether | cleaning, paints, inks | |
Octyl phenol etoxilates 23 Poe | Surfaktan | |
Lauryl alcohol ether | Surfaktan | |
Propylene glycol mono propyl ether | Cleaners, paint, | |
Alkylglucoside | Dispersant, wetting agent | |
POEc(10)cetyl ether | Emulgator | |
POEc(20)cetyl ether | Emulgator | |
POEc(10)oleyl ether | Emulgator | |
Nonylphenol ethoxylate | Emulgator | |
Polyoxyethylene alkyl-ether | Liquid–liquid extraction | |
Cationik | Ammonium-based surfactant mixture | Surfaktan |
Cetyl trimethyl ammonium chloride | Surfaktan | |
Dodecylammonium bromide | Dispersant, emulsifier | |
1-dodecylpyridinium bromide | Deterjen | |
Dodecyltrimethyl-ammonium chloride | Paint strippers, foaming | |
Tetradecyltrimethyl ammonium bromide | Surfaktan | |
Dodecylammonium chloride | Surfaktan | |
Dodecyltrimethylammonium chloride | Surfaktan | |
A Cetyl trimetyl ammonium chloride | Surfaktan | |
Dodecyltrimethylammonium bromide | Surfaktan | |
Hexadecyltrimethylammonium bromide | Nano Partikel | |
Hexadecyltrimethylammonium acetate | Biocide, detergent | |
Alkyl betainate | viscosity improvement, foam | |
Zwitter ionik | Propyl cocoamida betaine | Surfaktan |
Klasifikasi Surfaktan
Surfaktan diklasifikasikan berdasarkan ionnya (muatan listrik) ketika berada di dalam air. Menjadi 4 jenis, yaitu:
- Surfaktan Anionik: gugus hidrofilik (kepalanya) bermuatan negatif, contohnya adalah sulfonat (RSO3–), Sulfat (ROSO3–), Posfat (ROPO3–), karboxyl (RCOO–)
- Surfaktan Non Ionik: gugus hidrofilik (kepalanya) tidak bermuatan, tetapi kelarutannya dalam air berasal dari gugus yang sangat polar seperti polioksietilena (POE atau R—OCH2CH2O—) atau gugus R polyol termasuk gula
- Surfaktan Amphoter: gugus hidrofilik (kepalanya) bisa bermuatan positif dan negatif, tergantung pada nilai pH. Contohnya seperti sulfobetaine RN+(CH3)2CH2CH2SO3–
- Surfaktan Kationik: gugus hidrofilik (kepalanya) bermuatan positif, seperti misalnya, amonium halida kuaterner (R4N+ X–).
Gambar ionik surfaktan adalah sebagai berikut:

Contoh surfaktan berdasarkan Jenis Ionnya
Jenis Ion | Contoh Surfaktan |
---|---|
Anionik | Sulphate Sulphonate Ether sulphate Ether phosphate Ether carboxylate Carboxylate |
Kationik | Primary ammonium Secondary ammonium Tertiary ammonium Quaternary ammonium |
Amphoterik | Amine oxide Betaine Aminocarboxylates |
Non Ionik | Polyoxyethylene Acetylenic Monoethanolamine Diethanolamine Polyglucoside |
Bagaimana Surfaktan dibuat
Produksi surfaktan dilakukan melalui reaksi beberapa bahan kimia, biasa disebut dengan surfaktan sintetis, Bahan baku surfaktan dapat berasal dari petrokimia, Oleokimia (minyak nabati alami) dan bisa juga dari lemak hewani. Berikut adalah contoh produksi surfaktan dari Fatty Alkohol menjadi surfaktan anionik dan Nonionik.

Pembuatan surfaktan dari Fatty alkohol

Sumber: Myers, Drew, 1946, Surfactant science and technology
Baca Juga jenis-jenis surfaktan: